能源是人類生存的物質(zhì)保障和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力源泉,然而隨著全球經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,能源短缺問題日益凸顯。以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等為代表的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入發(fā)展使其與傳統(tǒng)工業(yè)相結(jié)合的理念備受關(guān)注,能源互聯(lián)網(wǎng)成為解決分布式可再生能源就地消納問題、實(shí)現(xiàn)多種能源網(wǎng)絡(luò)緊密融合、提高系統(tǒng)整體能效的必然趨勢。

開放互聯(lián)作為能源互聯(lián)網(wǎng)的核心特征之一,在架構(gòu)上體現(xiàn)為物理互聯(lián)和信息互聯(lián)的融合,而從運(yùn)行控制的角度考慮,則可分為橫向互聯(lián)與縱向互聯(lián)2個(gè)層面。一方面,橫向互聯(lián)主要體現(xiàn)為多種能源的耦合互補(bǔ)。另一方面,能源互聯(lián)網(wǎng)的縱向互聯(lián)體現(xiàn)在源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)的協(xié)同運(yùn)行控制。此外,分布式的優(yōu)化方法與控制策略也有利于實(shí)現(xiàn)“發(fā)用電聯(lián)合體”的能源互聯(lián)與共享,促進(jìn)源、網(wǎng)、荷深度融合、緊密互動(dòng),為能源市場的多邊交易提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。針對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)橫向與縱向互聯(lián)的特點(diǎn),對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)在多能分布式優(yōu)化運(yùn)行與控制領(lǐng)域的相關(guān)研究進(jìn)行了展望。

一、多能協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行

能源互聯(lián)網(wǎng)中由于需要考慮電、氣、熱等不同能源網(wǎng)絡(luò)間的橫向融合問題,可利用能量樞紐作為綜合能源系統(tǒng)中的虛擬節(jié)點(diǎn)進(jìn)行輔助建模分析;對(duì)于多能源網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)運(yùn)行問題還需要計(jì)及多能流網(wǎng)絡(luò)建模,同時(shí)應(yīng)選取合適的優(yōu)化運(yùn)行策略。

多能協(xié)調(diào)運(yùn)行問題研究關(guān)系圖

二、分布式協(xié)同優(yōu)化調(diào)控

基于物理與功能分層優(yōu)化調(diào)控策略的思想,給出了能源互聯(lián)網(wǎng)基本控制架構(gòu)示意圖。

能源互聯(lián)網(wǎng)分層分布式控制架構(gòu)

針對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)開放互聯(lián)、以用戶為中心、共享對(duì)等的特點(diǎn),相關(guān)協(xié)調(diào)運(yùn)行與控制問題成為限制其規(guī)模與融合深度的瓶頸之一,需要分布式優(yōu)化策略與調(diào)控技術(shù)的支撐。展望能源互聯(lián)網(wǎng)在運(yùn)行控制體系、多能流優(yōu)化調(diào)控以及能源市場交易模式等方面的發(fā)展前景,對(duì)于日后能源互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用與實(shí)踐具有一定的指導(dǎo)意義和參考價(jià)值。